아무것도 화 나지 않습니까? 글쎄, 당신은 말도 안됩니다 : 어떤 원자는 "아무것도"와 실제 결합을 형성 할 수 있습니다.
9 월 12 일자 Physical Review Letters에 게재 된 새로운 논문에 따르면 전형적인 화학 결합에는 두 개의 실체가 필요하지만 "고스트"원자 또는 존재하지 않는 원자에 결합 할 수있는 한 종류의 원자가 있습니다.
우리 태양계의 행성이 태양 주위를 공전하는 것처럼 전자는 원자의 핵 주위를 공전합니다. 궤도가 멀수록 전자 에너지가 높아집니다. 그러나 에너지가 증가하면 전자가 궤도를 도약 할 수 있으며 일부는 멀리갑니다.
Rydberg 원자는 핵에서 멀리 떨어진 먼 궤도로 점프하는 하나의 전자를 가지고 있습니다. 퍼듀 대학교 (Purdue University)의 물리 및 천문학 교수 인 크리스 그린 (Chris Greene)은“기본적으로 주기율표의 모든 원자는 Rydberg 원자가 될 수있다. 필요한 것은 원자에 레이저를 비추고 전자에 약간의 에너지를주는 것입니다.
그린은“리드 버그 원자는 화학적 인 관점에서 이례적”이라고 말했다. 원자핵으로부터 멀리 떨어져있는 여기 된 전자가 근처의 지상 원자 또는 모든 전자가 가능한 가장 낮은 에너지 상태에있는 전자와 충돌 할 수 있기 때문입니다. 충돌 할 때마다 지상 상태의 원자를 비트 단위로 끌어 들여 결국 삼엽충 결합 (trilobite bond)에 갇 힙니다.
그린은“이것은 먼 원자와의 아주 작은 상호 작용”이라고 Rydberg 원자와 상호 작용할 수 있으며 결과적으로 생성 된 분자는 삼엽충이라고 불리는 멸종 절지 동물의 화석처럼 보인다고 말했다.
삼엽충 분자는 2000 년에 처음 존재할 것으로 예측되었으며 15 년 후에 실험적으로 관찰되었습니다. 그러나 이제 Greene과 그의 팀은 Rydberg 원자를 "트릭"하여 아무 것도없는 유대를 형성 할 수있는 방법이 있다고 예측합니다.
그들이해야 할 일은 약간의 조각 만하는 것이 었습니다.
순전히 이론적 인 실험에서이 팀은 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 Rydberg 수소 원자에 적용 할 수있는 일련의 전기 및 자기 펄스를 찾아 삼엽충 결합을 형성하는 방식으로 형성했습니다.
각각의 전기 펄스 동안, Rydberg 수소 원자의 전자 궤도는 신장 될 수있다; 그리고 각각의 자기 펄스 동안, 그것은 약간의 양으로 꼬일 수 있다고 Greene은 말했다.
그린은“놀랍게도 최종 펄스가 원자에인가되기 전 중간 단계에서 결합 전자의 상태가 전혀 삼엽충처럼 보이지 않는다”고 말했다. "최종 펄스의 끝에서 원하는 상태로만 초점을 맞 춥니 다."
그들의 계산에 따르면 거미줄처럼 빈 공간에 거미줄을 쏘는 것처럼 Rydberg 원자가 "유령"원자와 삼엽충 결합을 형성 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
그린은“전자는 마치 원자에 결합 된 것과 똑같이 동작하지만 결합 할 원자는 없다”고 말했다. 그리고 그것은 매우 지향적 인 방식으로 이루어지고 있는데, 이것은 그것이 지상 원자와 결합했을 공간에서 거의 정확한 지점을 가리키고 있음을 의미합니다. 그들이 발견 한 바에 따르면이 결합은 적어도 200 마이크로 초 동안 유지되어야한다.
"우리는 그들이 실험적으로 시도해 본다면 이것이 사실이라고 확신한다"고 Greene은 말했다. 그러나 미국의 물리 학회에 따르면, 실험적으로 사실을 유지하기 위해서는 연구원들이 펄스를 동기화하고 외부 필드를 차단하는 방법을 알아 내야하는데, 이는 큰 장애물이 될 수 있다고한다.
그린은 마이크로 웨이브 나 빠른 레이저 펄스를 적용하는 것과 같이 전자를 속여 아무것도 결합하지 않는 다른 방법이 있는지 알아 내기를 희망하고있다. 그는 절대적으로 아무것도 결합하지 않은이 원자들이 화학 반응을 겪게되면 다르게 행동 할 수 있다고 생각합니다.
